Annihilarea este ... Annihilarea electronului și a pozitronului

Anihilarea este distrugere. Acesta este modul în care termenul este tradus din latină. În acest articol, vom încerca să luăm în considerare semnificația termenului și să îi determinăm proprietățile și caracteristicile. De asemenea, puțină atenție va fi acordată transformării materiei la diferite nivele ale structurării universului.

Informații generale

Annihilarea este o reacție care însoțește tranziția particulelor și a antiparticulelor la alte specii, diferite de componentele inițiale ale interacțiunii. Cu alte cuvinte, este o transformare care începe în cazul unei ciocniri a particulelor de materie și a antimateriei.

Cel mai faimos și mai bine studiat fenomen de anihilare este interacțiunea unor astfel de particule și antiparticule ca un electron și un pozitron.

În cazul în care astfel de particule elementare se ciocnesc la o valoare de energie scăzută sau într-un stat obligat - pozitron, formarea de noi „fragmente“ ale universului: dă naștere la două sau trei fotoni. Cifra finală depinde de modul în care sunt orientate rotirile electronilor și pozitronilor. Când energia ajunge la ordinul mai multor MeV perechi electron-pozitron au posibilitatea de a petrece anihilarea multiphoton. Hadronii - particule care fac obiectul unei interacțiuni puternice, sunt cel mai adesea "născuți" atunci când se ajunge la o valoare energetică de câteva sute de MeV.

Despre materie și antimaterie

Annihilarea este interacțiunea dintre materie și antimaterie. Dar ce este?

Cel mai adesea este atribuită sensurilor misterioase și mistice. Cu toate acestea, ele nu sunt chiar acelea. Se caută să se arate popularizatori ai științei, cum ar fi, de exemplu, Dan Brown în cartea sa "Îngerii și demonii".

Pentru fiecare particulă există o antiparticlă. Există, de asemenea, elemente de materie care sunt antiparticule pentru ele însele, însă acest lucru necesită îndeplinirea anumitor condiții care determină proprietățile lor (de exemplu, neutralitatea încărcăturii electrice). Electronul și protonul au un adversar antimaterial cu încărcătura opusă. Neutronul este o particulă neutră specială, care nu este o antiparticlă în sine. Acest lucru se datorează faptului că mai mulți neutroni quarci decât anticuarcii, și opusul este adevărat structura antineutroni.

Cel mai adesea în fizica nu utilizează prefixul „anti“, ca în funcție de contextul dialogului sau înregistrării, este clar ceea ce este în joc. De exemplu, interacțiunea unui miuonic și antimuon adesea numit simplu perechea muon sau, în prăbușirea structurii în cuarci și anticuarcii, vorbesc doar cariei quark, fără a menționa ambele.

Funcționarea teoriei relativității

Annihilarea este o metodă de transfer a energiilor de odihnă (E₀), care particulele posedă, în energia cinetică care este produsul reacției. În cazul unei ciocniri a unei particule și a "antipodului" ei, se produce distrugerea reciprocă a celor două. În timpul unei astfel de reacții, se eliberează o cantitate imensă de resurse energetice: E = 2E₀ = 2mc², unde 2E₀ - aceasta este o caracteristică a energiei de odihnă, c este viteza de mișcare a fotonului în spațiul vid și m este masa.

Pe baza formulei de mai sus, este posibilă calcularea eliberării energiei, de exemplu, pentru o valoare de 1 kg. În timpul interacțiunii unei astfel de mase de antimaterie cu materia, se va aloca 1,8 * 10¹⁷. Acest număr este echivalent cu eliberarea de energie observată în timpul exploziei de 42,96 megatoni de trinitrotoluen. Această armă nucleară până în ziua de azi este cel mai puternic mijloc de distrugere care a explodat vreodată pe planetă.

Figura de mai jos este o ilustrare generală a coliziunii de anihilare cu electroni și positroni. Se numește diagrama Feynman.

Muon și antimoniu

Annihilarea este transformarea materiei și a antimateriei. Aceasta este echivalentă cu orice nivel al structurii elementare a universului. Să presupunem că într-un anumit spațiu limitat avem un muon și un antimoniu, care se află într-o stare practic de odihnă. Energia acestui spațiu va corespunde potențialului energetic al masei muonice și al "antipodului" său. Spunând "practic" înseamnă scăderea valorii câmpului electric. Dacă masa muonului este M, atunci energia sa de masă este M = c². Acest lucru este același pentru antimoniu. Energia și masa sunt interconectate.

Alte transformări

Annihilarea este un fel de tranziție de la o stare a materiei la alta.

O reacție care demonstrează transformarea materiei la diferite niveluri de organizare este interacțiunea unui muon și a unui antimoniu. Aceasta duce la formarea unui electron și a unui pozitron prin "nașterea" altor particule elementare care interacționează unul cu celălalt și formează e^- și e⁺.

Mionul și fotonul, în loc să se transforme în fotoni, trec în poziții și electroni.

Dacă e^- sau e⁺ sunt în stare de repaus, vor "curge" în forma unui foton în exact aceeași formă ca și muonii și antimuenții.

De asemenea, va fi important să știm că antielectronii și electronii se pot transforma în muoni și antimoni. Cu toate acestea, pentru aceasta este necesar să se respecte o anumită circumstanță - e^- și e⁺ trebuie să aibă o mare energie de mișcare și să se ciocnească una cu alta cu o putere imensă. O "mizerie" de particule este posibilă numai în cazul prezenței energiei menționate aici, în valori extrem de mari.